基于物联网的畜牧养殖用智慧风机控制系统

技术领域

本发明涉及畜牧养殖技术领域，具体涉及基于物联网的畜牧养殖用智慧风机控制系统。

背景技术

中国专利CN109189129A公开了一种基于物联网的畜牧养殖智慧风机，包括降温系统、风筒、智慧风机单元和传感器单元，所述风筒包括与风筒相通的若干风筒支管；所述降温系统设置于所述风筒的进风口，所述风筒支管的末端设置有智慧风机；所述传感器单元对环境数据进行采集，并将所述环境数据发送至所述智慧风机单元；所述智慧风机单元根据所述环境数据调节风筒支管的出风量；

现有技术中，畜牧养殖场中风机的开启，是处于长期工作的状态，没法根据畜牧养殖场中饲养动物的生长周期、生长状态以及环境等因素，来随时对风机的工作状态以及功率进行调节，来保证风机处于很好的工作效率。

发明内容

本发明的目的就在于解决上述背景技术的问题，而提出基于物联网的畜牧养殖用智慧风机控制系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

基于物联网的畜牧养殖用智慧风机控制系统，包括数据采集模块、服务器、数据比对模块和风机功率模块；

数据采集模块用于采集畜牧养殖场的环境数据，并将采集到的环境数据发送至服务器，服务器对接收到的环境数据进行分析处理；

数据比对模块与服务器通信连接，数据比对模块是将服务器得到的饲养动物的生长均值JY和养殖场的环境值HY跟预设值进行分析比对，并根据比对结果来控制风机功率模块进行相应工作，使得风机也将作出相应工作；

生长均值JY通过获取各个养殖场中饲养动物的生长体重TD、生长高度GD，利用公式SZ＝TD×a1+GD×a2计算得到饲养动物的生长值SZ；再饲养动物除以SY而得到；

环境值HY通过养殖场的温度值WD、湿度值SD、氨气浓度为CN和硫化氢浓度为CS；利用公式HY＝b1×lg[(WD+1)+(SD+1)]+b2×lg[(CN+1)+(CS+1)]计算而得到。

作为本发明进一步的方案：数据采集模块为在各个养殖场上安装的温湿度传感器和气体检测仪。

作为本发明进一步的方案：温度值WD和湿度值SD是通过温湿度传感器获取得到的，氨气浓度CN和硫化氢浓度CS是通过气体检测仪获取得到的。

作为本发明进一步的方案：生长均值的预设值为将饲养动物生长划分为八个周期，并取1000头健康状态一直良好，且肉质较佳的饲养动物生长环境为样本；根据公式SZ＝TD×a1+GD×a2，计算得到各个生长周期中，饲养动物的生长均值JYTn。

作为本发明进一步的方案：环境值的预设值为将饲养动物生长划分为八个周期，并取1000头健康状态一直良好，且肉质较佳的饲养动物生长环境为样本；然后根据其HY＝b1×lg[(WD+1)+(SD+1)]+b2×lg[(CN+1)+(CS+1)]计算公式，得到各个生长周期中，饲养动物的环境值HYTn。

作为本发明进一步的方案：数据比对模块在比对工作过程中出现生长均值JY、环境值HY和生长周期三者相互匹配和生长均值JY、环境值HY和生长周期三者不相互匹配的两种结果。

作为本发明进一步的方案：生长均值JY、环境值HY和生长周期三者相互匹配为采集得到的生长均值JY和环境值HY均分别位于对应生长周期的生长均值JYTn和环境值HYTn范围；

将信号发送给风机功率模块，使得风机以其对应的生长周期的功率档位Pn进行工作输出。

作为本发明进一步的方案：生长均值JY、环境值HY和生长周期三者不相互匹配为采集得到的生长均值JY处于对应生长周期的生长均值JYTn范围，环境值HY并不处于对应生长周期的环境值HYTn范围；则将信号发送给风机功率模块，得到对应的生长周期的功率档位Pn，并在功率(k1minPn，k1maxPn)范围内控制风机进行工作。

作为本发明进一步的方案：采集得到的生长均值JY不处于对应生长周期的生长均值JYTn范围，环境值HY并不处于对应生长周期的环境值HYTn范围，则将信号发送给风机功率模块，得到对应的生长周期的功率档位Pn，并在功率(k2minPn，k2maxPn)范围内控制风机进行工作。

作为本发明进一步的方案：根据公式k1min＝HYTn-1/HY、k1max＝HYTn/HY；得到kmin和kmax，根据公式k2min＝(JYTn-1/JY)/(HYTn-1/HY)、k2max＝(JYTn/JY)/(HYTn/HY)，得到k2min和k2max。

本发明的有益效果：

通过数据采集模块采集养殖场中的温湿度、氨气浓度和硫化氢浓度；然后发送给服务器，经过服务器计算得到目前养殖场的环境值，再将养殖场的环境值发送给数据比对模块进行分析比较，判断生长均值JY、环境值HY和生长周期三者是否处于相互匹配状态，若生长均值JY、环境值HY和生长周期三者相互匹配，则将信号发送给风机功率模块，使得风机以其对应的生长周期的功率档位Pn进行工作输出；若生长均值JY、环境值HY和生长周期三者不相互匹配，则将信号发送给风机功率模块，得到对应的生长周期的功率档位Pn，并在功率(k1minPn，k1maxPn)或者(k2minPn，k2maxPn)范围内控制风机进行工作；从而可以实现根据畜牧养殖场的环境对风机的功率进行调节，以及与畜牧养殖场的养殖动物的生长周期相互配合，分析不同周期养殖动物的生长环境，然后做出相应的风机工作，进而使得本发明的智慧风机控制系统根据生长周期和环境因素，来启动风机工作，保证畜牧养殖场处于很好的生长环境，为养殖动物提高舒适的生长氛围。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明的系统框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1所示，本发明为基于物联网的畜牧养殖用智慧风机控制系统，包括用户终端、数据采集模块、服务器、数据比对模块、风机功率模块；

用户终端与服务器通信连接，用户终端用于用户输入个人信息后注册登录智慧风机控制系统；

数据采集模块用于采集畜牧养殖场的环境数据，并将采集到的环境数据发送至服务器，服务器对接收到的环境数据进行分析处理；数据采集模块具体为在各个养殖场上安装的温湿度传感器、气体检测仪等；

其服务器工作过程具体如下：

步骤一：将各个养殖场标记u，u＝1，2，……，z，z为正整数；获取养殖场中的饲养动物Yui，i＝1，2，……，x，i代表饲养动物的编号，x为正整数，并得到对应养殖场中饲养动物的生长体重TD、生长高度GD，利用公式SZ＝TD×a1+GD×a2计算得到饲养动物的生长值SZ，式中a1和a2均为比例系数固定数值，且a1和a2的取值均大于零；

步骤二：将养殖场中饲养动物数记为SY，将饲养动物的生长值相加求和得到饲养动物的生长总值ZY，再除以SY，得到饲养动物的生长均值JY；

步骤三：通过温湿度传感器获取养殖场的温度值WD和湿度值SD；通过气体检测仪获取养殖场的氨气浓度为CN和硫化氢浓度为CS；

步骤五：利用公式HY＝b1×lg[(WD+1)+(SD+1)]+b2×lg[(CN+1)+(CS+1)]计算得到养殖场的环境值HY，式中b1和b2均为比例系数固定数值，且b1和b2的取值均大于零；

其中，气体检测仪包括氨气和硫化氢电化学气体传感器，调理电路对传感器所产生的电流信号分别进行I/V转换和放大后得到0-5V的标准信号；标准信号输入到信号采集处理模块，由A/D转换器将模拟信号转变成数字信号，数字信号被信号采集处理模块的微处理器获得；微处理器通过计算氨气和硫化氢的浓度；

数据比对模块与服务器通信连接，数据比对模块是将服务器得到的饲养动物的生长均值JY和养殖场的环境值HY跟预设值进行分析比对，并根据比对结果来控制风机功率模块进行相应工作，使得风机也将作出相应工作；

其中，预设值为将饲养动物生长划分为八个周期，具体为：T1、T2、……、T8；并取1000头健康状态一直良好，且肉质较佳的饲养动物生长环境为样本；首先根据公式SZ＝TD×a1+GD×a2，计算得到各个生长周期中，饲养动物的生长均值JYTn；具体为：JYT1、JYT2、……、JYT8；其在T1时饲养动物的生长均值处于(0，JYT2)，T2时饲养动物的生长均值处于(JYT1，JYT2)，……，T8时饲养动物的生长均值处于(JYT7，JYT8)；

然后根据其HY＝b1×lg[(WD+1)+(SD+1)]+b2×lg[(CN+1)+(CS+1)]计算公式，得到各个生长周期中，饲养动物的环境值HYTn，具体为HYT1、HYT2、……、HYT8；其在T1时饲养动物的环境值处于(0，HYT1)，T2时饲养动物的环境值处于(HYT1，HYT2)，……，T8时饲养动物的环境值处于(HYT7，HYT8)；

数据比对模块在比对工作过程中出现以下结果：

结果一：生长均值JY、环境值HY和生长周期三者相互匹配；即采集得到的生长均值JY和环境值HY；其中生长均值JY和环境值HY均分别位于对应生长周期的生长均值JYTn和环境值HYTn范围；

例如：采集得到的生长均值JY处于(JYT1，JYT2)范围内，该养殖场的饲养动物处于T2周期内，同时得到的环境值HY处于(HYT1，HYT2)范围内，则也将则判断出该养殖场的饲养动物处于T2周期内；此时，便可以直接控制风机作出相应的工作状态；

结果二：生长均值JY、环境值HY和生长周期三者不相互匹配；其分别两种情况：

情况一：采集得到的生长均值JY和环境值HY；其中生长均值JY处于对应生长周期的生长均值JYTn范围，环境值HY并不处于对应生长周期的环境值HYTn范围；

例如：采集得到的生长均值JY处于(JYT1，JYT2)范围内，该养殖场的饲养动物处于T2周期内，同时得到的环境值HY不处于(HYT1，HYT2)范围内，此时，对采集得到的生长均值JY和环境值HY进行数据处理；

情况二：采集得到的生长均值JY和环境值HY；其中生长均值JY不处于对应生长周期的生长均值JYTn范围，环境值HY并不处于对应生长周期的环境值HYTn范围；

例如：采集得到的生长均值JY不处于(JYT1，JYT2)范围内，同时得到的环境值HY不处于(HYT1，HYT2)范围内，而养殖场的饲养动物也不处于T2周期内，此时，对采集得到的生长均值JY和环境值HY进行数据处理；

该数据处理工作过程具体如下：

情况一：根据公式k1min＝HYTn-1/HY、k1max＝HYTn/HY；得到k1min和k1max，其中k1min为情况一时风机调节系数最小值，k1max为情况一时风机调节系数最大值；

情况二：根据公式k2min＝(JYTn-1/JY)/(HYTn-1/HY)、k2max＝(JYTn/JY)/(HYTn/HY)，得到k2min和k2max；其中k2min为情况二时风机调节系数最小值，k2max为情况二时风机调节系数最大值；

数据比对模块与风机功率模块通信连接，风机功率模块与风机通信连接，数据比对模块将比对情况发送至风机功率模块内，并根据信号控制风机作出对应的工作状态；

具体地，风机功率模块有多个功率档位Pn，包括有P1，P2，……，P8，其P1功率档位与饲养动物的第一周期T1的生长均值JYT1和环境值HYT1相对应，P2功率档位与饲养动物的第一周期T2的生长均值JYT2和环境值HYT2相对应，……，P8功率档位与饲养动物的第一周期T8的生长均值JYT8和环境值HYT8相对应，即当数据比对模块得到饲养动物的生长均值和环境值均符合生长周期时，则将信号发送给风机功率模块，使得风机以其对应的生长周期的功率档位Pn进行工作输出；其为数据比对模块出现的结果一时，风机功率模块所工作状态；

另外，当数据比对模块出现的结果二中的情况一时，数据比对模块将比对情况发送至风机功率模块内，得到对应的生长周期的功率档位Pn，并在功率(k1minPn，k1maxPn)范围内控制风机进行工作；

当数据比对模块出现的结果二中的情况二时，数据比对模块将比对情况发送至风机功率模块内，得到对应的生长周期的功率档位Pn，并在功率(k2minPn，k2maxPn)范围内控制风机进行工作。

本发明的工作原理：通过数据采集模块采集养殖场中的温湿度、氨气浓度和硫化氢浓度；然后发送给服务器，经过服务器计算得到目前养殖场的环境值，再将养殖场的环境值发送给数据比对模块进行分析比较，判断生长均值JY、环境值HY和生长周期三者是否处于相互匹配状态，若生长均值JY、环境值HY和生长周期三者相互匹配，则将信号发送给风机功率模块，使得风机以其对应的生长周期的功率档位Pn进行工作输出；

若生长均值JY、环境值HY和生长周期三者不相互匹配，则将信号发送给风机功率模块，得到对应的生长周期的功率档位Pn，并在功率(k1minPn，k1maxPn)或者(k2minPn，k2maxPn)范围内控制风机进行工作；从而可以实现根据畜牧养殖场的环境对风机的功率进行调节，以及与畜牧养殖场的养殖动物的生长周期相互配合，分析不同周期是养殖动物的生长环境，然后做出相应的风机工作，进而使得本发明的智慧风机控制系统根据生长周期和环境因素，来启动风机工作，保证畜牧养殖场处于很好的生长环境，为养殖动物提高舒适的生长氛围。

以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。